地理学研究方法-课件

土地利用变化空间模拟模型

——CLUE-S模型人文地理学专业组12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型

1目录CLUE-S模型的综述

CLUE-S模型的由来及内涵

CLUE-S模型的研究现状

CLUE-S模型的优越性

CLUE-S模型的局限性

CLUE-S模型的应用范围

CLUE-S模型的应用CLUE-S模型研究展望

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法目录CLUE-S模型的综述2CLUE-S模型的由来CLUE-S模型是荷兰瓦赫宁根大学一个由P.H.Verburg等研究人员组成的“土地利用变化和影响”研究小组在CLUE模型的基础上发展的高分辨率的LUCC模型。该小组于2019年7月开始向全世界推荐CLUE-S模型。CLUE-S模型是根据系统论的观点，在深刻理解土地利用系统内土地利用变化特征的基础上构建而成的。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的由来CLUE-S模型是荷兰瓦赫宁根大学一3CLUE-S模型的内涵假设条件：一个地区的土地利用变化是受该地区的土地利用需求驱动的，并且一个地区的土地利用分布格局总是和土地需求以及该地区的自然环境和社会经济状况处在动态的平衡之中。原理：在假设情境下，建立土地利用空间分配和驱动因子之间的统计关系，同时考虑不同土地利用类型之间的竞争关系，实现对不同土地利用变化的同步模拟。主要理论基础：土地利用变化的关联性、等级特征、竞争性和土地利用的相对稳定性等。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的内涵假设条件：一个地区的土地利用变化是受该4CLUE-S模型的框架

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型CLUE-S模型结构示意图CLUE-S模型有两个主要模块：非空间模块和空间模块。12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的框架土地利用变化5非空间模块：对使用者开放以自然、社会和经济分析为基础，计算区域各模拟年度土地利用类型的需求变化。空间模块：CLUE-S模型框架的核心以各种栅格化空间数据为基础，依据土地利用类型的概率、各种土地模型的竞争力以及土地利用转换规则，对各模拟年份的土地利用进行空间上的分配（如图）。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型非空间模块可以是简单的趋势外推法、经济模型、复杂的系统动力学模型或其它模型，使用者可以根据实际情况选择适宜的模型和方法。各种土地利用类型的需求量形成一个以“年”为步长的序列数据，直接输入空间模块，用以模拟土地利用的空间变化特征。空间模块允许使用者根据研究区土地利用的实际情况定义一组规则对不同土地利用转化的难易程度进行控制，如可以通过规则保证研究区的保护用地（如自然保护区等）在预测期内不发生转变。基于栅格地图的土地利用变化分配示意图12-07-2009地理学研究方法非空间模块：对使用者开放土地利用6CLUE-S模型中的驱动因素

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型在研究期间保持相对稳定的驱动因子在研究期间不断变化的驱动因子主要是指一些影响土地利用变化的自然因素，如地形、土壤类型等。主要是指一些影响土地利用变化的社会经济因素，如国内生产总值、人均收入水平等。在较短的研究时段内，社会经济因素是影响土地利用变化的主要驱动力。将社会经济类驱动因子排除在外，虽简化了模型模拟过程的复杂性，但在一定程度上会影响模拟的真实性。12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE7CLUE-S模型是基于高分辨率（一般大于1km×1km）空间图形数据构建的，适用于区域土地利用变化研究。CLUE-S模型内，每一个单元（栅格）被视为土地利用类型的同质空间，由栅格上主要土地利用类型表达该栅格的土地利用状况。CLUE-S模型作为经验统计模型的代表,运用系统论方法处理不同土地利用类型之间的竞争关系,在模拟区域土地利用的时空动态变化方面具有明显优点。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型附注：12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型是基于高分辨率（一般大于1km×1km）空间8CLUE-S模型的研究现状

国际：CLUE-S模型的研究方兴未艾

国内：CLUE-S模型得到了有效应用

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的研究现状国际：CLUE-S模型的研究92019年P.H.Verburg等学者发表了一系列文章奠定了CLUE-S模型的理论框架，并做了实证研究。CLUE-S模型在中美洲、欧洲、哥斯达黎加、厄瓜多尔、印度尼西亚、菲律宾以及马来西亚等许多国家的区域尺度上都得到了应用，并取得了很好的效果。CLUE-S模型已经基本成熟，并开发成相对独立的软件直接加以使用。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型

国际：CLUE-S模型的研究方兴未艾12-07-2009地理学研究方法2019年P.H.Verburg等学者发表了一系列文章奠定了10CLUE-S模型以实证研究为主，部分学者试着改进CLUE-S模型。在地方尺度上，张永民等（2019）首先引入CLUE-S模拟分别以奈曼旗的土地利用变化，并推广该模型；蔡玉梅等（2019）以邯郸为例进行实证研究；邓祥征等（2019）用CLUE-S结合系统动力学模型模拟太仆寺旗土地利用变化的时空模式；张学儒（2019），盛晟等（2019）分别用CLUE-S分析唐山海岸带、南京市的土地利用变化等;吴桂平（2019）改进了CLUE-S模型;刘淼（2009）等以CLUE-S为例分析lucc的时间尺度预测能力。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型国内：CLUE-S模型得到了有效应用12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型以实证研究为主，部分学者试着改进CLUE-S11CLUE-S模型的应用研究已逐渐走向成熟，但也存在着一些研究的不足:在已有CLUE-S模型的研究应用中，土地利用及其驱动因子数据采用的大多是综合的乡镇一级数据，而基于Logistic方法的CLUE-S模型在进行空间分析时往往掩盖了这些空间数据内部的自相关性，这将在某种程度上影响模拟结果的精确性。如何减少此类影响，提高模拟结果的精确度，有待进一步研究。考虑到短期或近期土地利用变化的因子主要与人类的社会经济活动有关，而社会经济因子的空间化尚存在一定难度。因此，突破这一瓶颈成为CLUE-S模型发展和应用的关键。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的应用研究已逐渐走向成熟，但也存在着一些研究12CLUE-S模型的优越性可以整合人类驱动因素,将一般模型难以考虑的政策等宏观因素纳入其中。可以整合研究不同空间尺度的区域LUCC过程和驱动力。可以综合模拟多种土地利用类型的时空变化。可以对不同的土地利用情景进行模拟，为土地利用决策提供更加科学的依据。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型CLUE-S模型兼顾了土地利用系统中的社会经济和生物物理驱动因子，并在空间上反映土地利用变化的过程和结果，具有更高的可信度和更强的解释能力。解决社会经济因子的空间化问题，将使该模型更加完善，是一种比较完善和理想的土地利用/覆被变化模型。12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的优越性可以整合人类驱动因素,将一般模型难13CLUE-S模型的局限性CLUE-S仅支持土地利用变化的空间分配，非空间模块需要借助其他模型实现非空间模块中土地利用需求变化的驱动因素分析主观性强（经验模型）

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的局限性CLUE-S仅支持土地利用变化的空间14CLUE-S模型的应用范围小空间尺度的农业和自然土地利用系统主要解决不同空间尺度上土地利用空间分配问题，在土地生产潜力评价、土地利用规划等方面具有广阔的应用前景城市变化模拟具有较好的时空动态变化模拟能力

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的应用范围小空间尺度的农业和自然土地利用系统15CLUE-S模型应用CLUE-S模型在邯郸地区土地利用中的应用

研究区概况

数据处理

驱动因子选择

模型设置

模拟结果

结论与讨论

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型应用CLUE-S模型在邯郸地区土地利用中的应16研究区概况

邯郸地区位于河北省的南部，西部为太行山脉，东部与华北平原相连，处在山西、山东、河南和河北省的交界点上。土地总面积为12062km2，距离北京450km。大部分土地处在平坦冲积平原上，以丘陵为主。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法研究区概况邯郸地区位于河北省的南部17据2019年的TM解译数据，全区土地利用以耕地为主，面积为8486hm2，占土地总面积的70.48%，林地1447hm2，占12.02%，草地969hm2，占8.05%，水域95hm2，占0.79%，城市95hm2，占0.79%，农村居民点844hm2，占7.01%，工矿用地34hm2，占0.28%，未利用土地26hm2，占0.22%。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法据2019年的TM解译数据，全区土地利用以耕18数据处理土地利用数据来源于SPOT影像解译，社会经济数据来源于国家统计局。综合考虑所用数据的质量，CLUE-S模型的要求和土地利用变化模拟的目标。选取1km作为栅格分析的单元。根据CLUE-S模型要求，首先重新划分土地利用类型，如表1所示。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法数据处理土地利用数据来源于SPOT影像解19

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE-20驱动因子选择依据数据的相关性、可获得性和可用性等条件，选择以下土地利用的驱动因子。其中为便于分析，将土壤类型图分解为5种不同的土地类型图，如表2所示。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法驱动因子选择依据数据的相关性、可获得性和可用21

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE-22模型设置

回归模型

需求分析

土地利用变化规则

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法模型设置回归模型土地利用变23回归模型用软件计算得到回归系数，如表3所示：

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法回归模型用软件计算得到回归系数，如表3所示：24需求分析

综合考虑邯郸地区土地利用状况及其未来的经济社会发展，假定三种不同情景下的土地利用需求。经济发展导向的土地利用需求情景

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型表42019年到2019年给类土地利用类型需求12-07-2009地理学研究方法需求分析综合考虑邯郸地区土地利用状况及其未来的经济社25耕地保护导向的各类土地利用需求

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型表52019年到2019年给类土地利用类型需求12-07-2009地理学研究方法耕地保护导向的各类土地利用需求土地26综合条件的各类土地利用需求

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型表62019年到2019年给类土地利用类型需求12-07-2009地理学研究方法综合条件的各类土地利用需求土地利用27土地利用变化规则采用转换系数来表达土地利用转换的程度数值越大表示此类土地利用类型越难以向其他类型转换。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法土地利用变化规则采用转换系数来表达土地利用转换的程28模拟结果根据以上设置，模拟的邯郸地区保护耕地为主的政策导向、保护农民经济利益为主的经济导向以及可持续发展的综合导向的土地利用情景。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法模拟结果根据以上设置，模拟的邯郸地区保护耕地为29

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE-30结论和讨论目前国际上土地利用空间模拟模型的研究方向是趋向于区域化和微观化，即如何通过选择更多的驱动因子以提高空间模拟的精度。小尺度土地利用变化及其效应模型（CLUE-S模型）即从这一角度出发，以CLUE为基础发展的。通过对河北省邯郸地区的应用研究，得出以下结论：

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法结论和讨论目前国际上土地利用空间模拟模型31CLUE-S模型采取经验模型的方法通过建立土地利用空间分配和驱动因子之间的统计关系模拟近期土地利用变化的情景。同时也考虑了不同土地利用方式之间的竞争关系，因此可以较好地模拟小尺度地区的近期土地利用变化情景。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型采取经验模型的方法通过建立土地利用空间分配和32考虑到短期或近期土地利用变化的因子主要与人类的社会经济活动有关，而社会经济因子的空间化尚存在一定难度。因此，突破这一瓶颈成为CLUE-S模型发展和应用的关键。CLUE-S模型主要解决的是不同空间尺度上的土地利用空间分配问题，在土地生产潜力评价、土地利用规划等方面具有广阔的应用前景。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法考虑到短期或近期土地利用变化的因子主要与人类的社会经济活动有33将已有的CLUE-S模型的运行版本与其它应用程序集成到一个统一的框架内。增加CLUE-S模型中参数设置的科学性。进一步考虑难以空间化的人为驱动因子对区域性土地利用变化的影响。选择恰当的空间分辨，提高该模型空间数据的模拟。把基于系统的方法与面向决策者的研究以及基于代理人的模型结合起来。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型CLUE-S模型研究展望12-07-2009地理学研究方法将已有的CLUE-S模型的运行版本与其它应用程序集成到一个统34蔡玉梅,刘彦随,于振荣,PeterH.Verburg.土地利用变化空间模拟的进展--CLUE-S模型及其应用[J].地理科学进展,2019,23(4):63~70VerburgPH,SoepboerW,VeldkampA.ModelingtheSpatialDynamicsofRegionalLandUse:TheCLUE-SModel[J].EnvironmentalManagement,2019,30(3):391~405黄秋昊,蔡运龙.国内几种土地利用变化模型述评[J].中国土地科学,2019,19(5):25~30

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型参考文献12-07-2009地理学研究方法蔡玉梅,刘彦随,于振荣,PeterH.Verburg.土地35张永民,赵士洞，P.H.Verburg.CLUE-S模型及其在奈曼旗土地利用时空动态变化模拟中的应用[J].自然资源学报,2019,18(3):310~318陆汝成等.基于CLUE-S和Markov复合模型的土地利用情景模拟研究—以江苏省环太湖地区为例[J].地理科学,2009,29(4):577~581段增强,VerburgPH,张凤荣,等.土地利用动态模拟模型的构建及其应用—以北京市海淀区为例[J].地理学报,2019,59(6):1037~1047

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法张永民,赵士洞，P.H.Verburg.CLUE-S模型36摆万奇,张永民等.大渡河上游地区土地利用动态模拟分析[J].地理研究,2019,24(2):206~214邓祥征,刘纪远,战金艳等.太仆寺旗土地利用变化时空格局的动态模拟[J].地理研究,2019,23(2):147~156VeldkampA,L.0.Freseo.CLUE:AeoneeptualmodeltostudytheConversionofLandUseanditsEffeets[J].EeologiealModelling,2019,85:253~270

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法摆万奇,张永民等.大渡河上游地区土地利用动态模拟分析[37

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型ThankYou!请大家批评指正12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE-38土地利用变化空间模拟模型

——CLUE-S模型人文地理学专业组12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型

39目录CLUE-S模型的综述

CLUE-S模型的由来及内涵

CLUE-S模型的研究现状

CLUE-S模型的优越性

CLUE-S模型的局限性

CLUE-S模型的应用范围

CLUE-S模型的应用CLUE-S模型研究展望

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法目录CLUE-S模型的综述40CLUE-S模型的由来CLUE-S模型是荷兰瓦赫宁根大学一个由P.H.Verburg等研究人员组成的“土地利用变化和影响”研究小组在CLUE模型的基础上发展的高分辨率的LUCC模型。该小组于2019年7月开始向全世界推荐CLUE-S模型。CLUE-S模型是根据系统论的观点，在深刻理解土地利用系统内土地利用变化特征的基础上构建而成的。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的由来CLUE-S模型是荷兰瓦赫宁根大学一41CLUE-S模型的内涵假设条件：一个地区的土地利用变化是受该地区的土地利用需求驱动的，并且一个地区的土地利用分布格局总是和土地需求以及该地区的自然环境和社会经济状况处在动态的平衡之中。原理：在假设情境下，建立土地利用空间分配和驱动因子之间的统计关系，同时考虑不同土地利用类型之间的竞争关系，实现对不同土地利用变化的同步模拟。主要理论基础：土地利用变化的关联性、等级特征、竞争性和土地利用的相对稳定性等。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的内涵假设条件：一个地区的土地利用变化是受该42CLUE-S模型的框架

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型CLUE-S模型结构示意图CLUE-S模型有两个主要模块：非空间模块和空间模块。12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的框架土地利用变化43非空间模块：对使用者开放以自然、社会和经济分析为基础，计算区域各模拟年度土地利用类型的需求变化。空间模块：CLUE-S模型框架的核心以各种栅格化空间数据为基础，依据土地利用类型的概率、各种土地模型的竞争力以及土地利用转换规则，对各模拟年份的土地利用进行空间上的分配（如图）。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型非空间模块可以是简单的趋势外推法、经济模型、复杂的系统动力学模型或其它模型，使用者可以根据实际情况选择适宜的模型和方法。各种土地利用类型的需求量形成一个以“年”为步长的序列数据，直接输入空间模块，用以模拟土地利用的空间变化特征。空间模块允许使用者根据研究区土地利用的实际情况定义一组规则对不同土地利用转化的难易程度进行控制，如可以通过规则保证研究区的保护用地（如自然保护区等）在预测期内不发生转变。基于栅格地图的土地利用变化分配示意图12-07-2009地理学研究方法非空间模块：对使用者开放土地利用44CLUE-S模型中的驱动因素

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型在研究期间保持相对稳定的驱动因子在研究期间不断变化的驱动因子主要是指一些影响土地利用变化的自然因素，如地形、土壤类型等。主要是指一些影响土地利用变化的社会经济因素，如国内生产总值、人均收入水平等。在较短的研究时段内，社会经济因素是影响土地利用变化的主要驱动力。将社会经济类驱动因子排除在外，虽简化了模型模拟过程的复杂性，但在一定程度上会影响模拟的真实性。12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE45CLUE-S模型是基于高分辨率（一般大于1km×1km）空间图形数据构建的，适用于区域土地利用变化研究。CLUE-S模型内，每一个单元（栅格）被视为土地利用类型的同质空间，由栅格上主要土地利用类型表达该栅格的土地利用状况。CLUE-S模型作为经验统计模型的代表,运用系统论方法处理不同土地利用类型之间的竞争关系,在模拟区域土地利用的时空动态变化方面具有明显优点。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型附注：12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型是基于高分辨率（一般大于1km×1km）空间46CLUE-S模型的研究现状

国际：CLUE-S模型的研究方兴未艾

国内：CLUE-S模型得到了有效应用

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的研究现状国际：CLUE-S模型的研究472019年P.H.Verburg等学者发表了一系列文章奠定了CLUE-S模型的理论框架，并做了实证研究。CLUE-S模型在中美洲、欧洲、哥斯达黎加、厄瓜多尔、印度尼西亚、菲律宾以及马来西亚等许多国家的区域尺度上都得到了应用，并取得了很好的效果。CLUE-S模型已经基本成熟，并开发成相对独立的软件直接加以使用。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型

国际：CLUE-S模型的研究方兴未艾12-07-2009地理学研究方法2019年P.H.Verburg等学者发表了一系列文章奠定了48CLUE-S模型以实证研究为主，部分学者试着改进CLUE-S模型。在地方尺度上，张永民等（2019）首先引入CLUE-S模拟分别以奈曼旗的土地利用变化，并推广该模型；蔡玉梅等（2019）以邯郸为例进行实证研究；邓祥征等（2019）用CLUE-S结合系统动力学模型模拟太仆寺旗土地利用变化的时空模式；张学儒（2019），盛晟等（2019）分别用CLUE-S分析唐山海岸带、南京市的土地利用变化等;吴桂平（2019）改进了CLUE-S模型;刘淼（2009）等以CLUE-S为例分析lucc的时间尺度预测能力。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型国内：CLUE-S模型得到了有效应用12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型以实证研究为主，部分学者试着改进CLUE-S49CLUE-S模型的应用研究已逐渐走向成熟，但也存在着一些研究的不足:在已有CLUE-S模型的研究应用中，土地利用及其驱动因子数据采用的大多是综合的乡镇一级数据，而基于Logistic方法的CLUE-S模型在进行空间分析时往往掩盖了这些空间数据内部的自相关性，这将在某种程度上影响模拟结果的精确性。如何减少此类影响，提高模拟结果的精确度，有待进一步研究。考虑到短期或近期土地利用变化的因子主要与人类的社会经济活动有关，而社会经济因子的空间化尚存在一定难度。因此，突破这一瓶颈成为CLUE-S模型发展和应用的关键。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的应用研究已逐渐走向成熟，但也存在着一些研究50CLUE-S模型的优越性可以整合人类驱动因素,将一般模型难以考虑的政策等宏观因素纳入其中。可以整合研究不同空间尺度的区域LUCC过程和驱动力。可以综合模拟多种土地利用类型的时空变化。可以对不同的土地利用情景进行模拟，为土地利用决策提供更加科学的依据。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型CLUE-S模型兼顾了土地利用系统中的社会经济和生物物理驱动因子，并在空间上反映土地利用变化的过程和结果，具有更高的可信度和更强的解释能力。解决社会经济因子的空间化问题，将使该模型更加完善，是一种比较完善和理想的土地利用/覆被变化模型。12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的优越性可以整合人类驱动因素,将一般模型难51CLUE-S模型的局限性CLUE-S仅支持土地利用变化的空间分配，非空间模块需要借助其他模型实现非空间模块中土地利用需求变化的驱动因素分析主观性强（经验模型）

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的局限性CLUE-S仅支持土地利用变化的空间52CLUE-S模型的应用范围小空间尺度的农业和自然土地利用系统主要解决不同空间尺度上土地利用空间分配问题，在土地生产潜力评价、土地利用规划等方面具有广阔的应用前景城市变化模拟具有较好的时空动态变化模拟能力

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型的应用范围小空间尺度的农业和自然土地利用系统53CLUE-S模型应用CLUE-S模型在邯郸地区土地利用中的应用

研究区概况

数据处理

驱动因子选择

模型设置

模拟结果

结论与讨论

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法CLUE-S模型应用CLUE-S模型在邯郸地区土地利用中的应54研究区概况

邯郸地区位于河北省的南部，西部为太行山脉，东部与华北平原相连，处在山西、山东、河南和河北省的交界点上。土地总面积为12062km2，距离北京450km。大部分土地处在平坦冲积平原上，以丘陵为主。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法研究区概况邯郸地区位于河北省的南部55据2019年的TM解译数据，全区土地利用以耕地为主，面积为8486hm2，占土地总面积的70.48%，林地1447hm2，占12.02%，草地969hm2，占8.05%，水域95hm2，占0.79%，城市95hm2，占0.79%，农村居民点844hm2，占7.01%，工矿用地34hm2，占0.28%，未利用土地26hm2，占0.22%。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法据2019年的TM解译数据，全区土地利用以耕56数据处理土地利用数据来源于SPOT影像解译，社会经济数据来源于国家统计局。综合考虑所用数据的质量，CLUE-S模型的要求和土地利用变化模拟的目标。选取1km作为栅格分析的单元。根据CLUE-S模型要求，首先重新划分土地利用类型，如表1所示。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法数据处理土地利用数据来源于SPOT影像解57

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE-58驱动因子选择依据数据的相关性、可获得性和可用性等条件，选择以下土地利用的驱动因子。其中为便于分析，将土壤类型图分解为5种不同的土地类型图，如表2所示。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法驱动因子选择依据数据的相关性、可获得性和可用59

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE-60模型设置

回归模型

需求分析

土地利用变化规则

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法模型设置回归模型土地利用变61回归模型用软件计算得到回归系数，如表3所示：

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法回归模型用软件计算得到回归系数，如表3所示：62需求分析

综合考虑邯郸地区土地利用状况及其未来的经济社会发展，假定三种不同情景下的土地利用需求。经济发展导向的土地利用需求情景

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型表42019年到2019年给类土地利用类型需求12-07-2009地理学研究方法需求分析综合考虑邯郸地区土地利用状况及其未来的经济社63耕地保护导向的各类土地利用需求

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型表52019年到2019年给类土地利用类型需求12-07-2009地理学研究方法耕地保护导向的各类土地利用需求土地64综合条件的各类土地利用需求

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型表62019年到2019年给类土地利用类型需求12-07-2009地理学研究方法综合条件的各类土地利用需求土地利用65土地利用变化规则采用转换系数来表达土地利用转换的程度数值越大表示此类土地利用类型越难以向其他类型转换。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法土地利用变化规则采用转换系数来表达土地利用转换的程66模拟结果根据以上设置，模拟的邯郸地区保护耕地为主的政策导向、保护农民经济利益为主的经济导向以及可持续发展的综合导向的土地利用情景。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法模拟结果根据以上设置，模拟的邯郸地区保护耕地为67

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法土地利用变化空间模拟模型—CLUE-68结论和讨论目前国际上土地利用空间模拟模型的研究方向是趋向于区域化和微观化，即如何通过选择更多的驱动因子以提高空间模拟的精度。小尺度土地利用变化及其效应模型（CLUE-S模型）即从这一角度出发，以CLUE为基础发展的。通过对河北省邯郸地区的应用研究，得出以下结论：

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009地理学研究方法结论和讨论目前国际上土地利用空间模拟模型69CLUE-S模型采取经验模型的方法通过建立土地利用空间分配和驱动因子之间的统计关系模拟近期土地利用变化的情景。同时也考虑了不同土地利用方式之间的竞争关系，因此可以较好地模拟小尺度地区的近期土地利用变化情景。

土地利用变化空间模拟模型—CLUE-S模型12-07-2009